时间片
时间片是分时系统的核心概念。它定义了程序可以执行的最大时间量，然后必须将控制权让给另一个程序。时间片的长度因系统而异，但通常在 20 到 100 毫秒之间。
调度算法
调度算法是决定哪个程序在给定的时间片获得控制权的机制。一些常见的调度算法包括：
- 先到先服务 (FCFS)：按到达时间对程序进行排队，先来的先执行。
- 最短作业优先 (SJF)：优先执行预期的运行时间最短的程序。
- 轮转调度：按时间顺序将程序分配到队列中，每个程序获得相同长度的时间片。
上下文切换
当一个程序的时间片到期时，操作系统必须保存该程序的状态，以便稍后可以恢复它。此过程称为上下文切换。它涉及保存程序的寄存器、内存地址和堆栈指针。
分时的好处
分时提供了许多好处，包括：
- 提高效率：它允许多个程序同时运行，从而提高处理器的利用率。
- 提高响应能力：用户可以与多个程序同时交互，而无需等待每个程序完成。
- 隔离：程序在自己的隔离环境中运行，防止程序之间的相互干扰。
- 资源分配：操作系统可以公平地将资源分配给不同的程序。
分时的挑战
分时也面临着一些挑战，包括：
- 争用：多个程序可能同时请求相同的资源，导致争用和延迟。
- 公平性：确保所有程序公平地获得处理时间可能具有挑战性。
- 开销：上下文切换和调度算法的开销可能会降低系统的整体性能。
实际应用
分时广泛用于各种操作系统，包括：
- Windows
- Linux
- macOS
它使现代计算机能够在不中断用户体验的情况下同时运行多个程序，从基本的文字处理到复杂的视频编辑软件。
